KR101341660B1 - 전동기용 코일의 절연층 형성장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기용 코일의 절연층 형상장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 코일(16)의 표면에 절연재(17)와 접착제(17')를 차례로 도포하는데, 상기 코일(16)을 +전하로 대전시키고, 상기 절연재(17)와 접착제(17')를 -전하로 대전시켜 코일(16)의 표면에 절연재(17)와 접착제(17')가 잘 도포되도록 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면 코일(16)의 표면에 에어갭이 형성되어 않아 부분방전이 일어나지 않고, 낭비되는 공간없이 절연재(17)와 접착제(17')가 도포될 수 있어 코일(16)의 전체 크기가 소형화되어 전동기를 소형화 할 수 있는 이점이 있다.

Description

전동기용 코일의 절연층 형성장치 및 그 방법{Insulation layer making apparatus for moter coil and Insulation layer making method}

본 발명은 전동기용 코일의 절연층 형성장치 및 방법에 관한 것이다.

전동기에서는 코일과 고정자 사이의 절연이 필요하다. 이를 위해 코일 다발의 표면에 절연층을 형성하게 되는데, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 코일(1)의 표면에 마이카테이프(2)를 감아 코일(1)의 외면에 절연층을 형성한다. 상기 마이카테이프(2)를 상기 코일(1)의 표면에 감을 때에는 도면에 잘 도시된 바와 같이, 일정 폭만큼 씩 겹쳐지게 한다. 상기 마이카테이프(2)가 겹쳐지는 정도는 그 폭의 1/2 또는 1/3정도가 된다.

참고로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마이카테이프(2)는 합성수지 필름으로 된 캐리어(4) 상에 접착을 위한 에폭시(6)가 도포되고, 상기 에폭시(6)에 의해 절연물질인 마이카(mica)(8)가 일정 두께만큼의 층을 형성하여 상기 캐리어(4)에 부착되어 있다.

하지만, 상기와 같이 마이카테이프(2)를 사용하여 코일(1)의 표면에 절연층을 형성하는 경우에, 도 1에 도시된 바와 같이 마이카테이프(2)가 겹쳐지는 부분에 인접해서 에어갭(A)이 발생한다. 상기 에어갭(A)은 부분방전을 발생시키는 문제점이 있다.

그리고, 상기 마이카테이프(2)를 겹쳐서 감게 되면 코일(1)의 표면에 형성되는 절연층의 두께가 두꺼워지면서 전체적으로 코일(1)의 크기가 커져 전동기의 소형화에 걸림돌로 작용하는 문제점도 있다.

또한, 상기 마이카테이프(2)를 코일(1)의 표면을 둘러 감는 작업은 코일(1)의 직선구간에 대해서는 반자동화가 이루어져 있으나, 코일(1)의 곡선구간에서는 작업자가 일일이 수작업으로 진행하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전동기에서 사용되는 코일의 표면에 절연층을 에어갭없이 균일하게 형성하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전동기에서 사용되는 코일의 표면에 형성되는 절연층의 두께를 상대적으로 얇게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전동기에서 사용되는 코일의 표면에 절연층을 형성하는 작업을 자동화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 대전되어 공급된 절연재 분말이 구비되고 상기 절연재와 반대되는 전하로 대전된 코일이 투입되어 코일의 표면에 절연재가 도포되는 절연재도포쳄버와, 내부에 대전되어 공급된 접착제 분말이 구비되고 상기 접착제와 반대되는 전하로 대전된 코일이 투입되어 코일의 표면에 접착제가 도포되는 접착제도포쳄버와, 상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버에서 상기 코일에 도포된 절연재와 접착제를 건조시키는 건조쳄버를 포함하고, 상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버에는 각각 이들 쳄버로 공급되는 절연재와 접착제를 대전시키기 위한 전하발생기가 구비된다.

상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버의 내부로 각각 절연재와 접착제를 전달하는 기류를 형성하는 팬조립체가 더 구비된다.

삭제

상기 절연재도포쳄버, 접착제도포쳄버 및 건조쳄버를 연결하도록 지지이송기가 구비되어 상기 코일을 지지하여 이송시킨다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 대전된 절연재 분말이 분포하는 절연재도포쳄버와, 내부에 대전된 접착제분말이 분포하는 접착제도포쳄버와, 코일의 표면에 도포된 절연재와 접착제를 건조시키는 건조쳄버를 포함하는 절연층 형성장치를 사용하여 코일의 표면에 절연층을 형성하는 전동기용 코일의 절연층 형성방법에 있어서, 상기 절연재도포쳄버 내에서 대전된 절연재를 상기 절연재와 반대의 전하로 코일을 대전시켜 코일의 표면에 부착시키는 절연재 부착단계와, 상기 접착제도포쳄버 내에서 대전된 접착제를 상기 접착제와 반대의 전하로 코일을 대전시켜 코일의 표면에 부착시키는 접착제 부착단계와, 상기 코일의 표면에 도포된 절연재와 접착제를 건조시키는 건조단계를 포함하고, 절연재와 접착제는 팬조립체에 의해 형성되는 기류에 의해 상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버로 공급되어 균일하게 분포하도록 된다.

상기 절연재 부착단계와 접착제 부착단계는 다수회 반복하여 수행된다.

삭제

본 발명에 의한 전동기용 코일의 절연층 형성장치 및 방법에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에서는 코일의 표면에 직접 절연층이 형성되므로 에어갭의 발생이 방지된다. 따라서, 본 발명에서는 에어갭에 의한 부분방전현상을 없앨 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 코일의 표면에 직접 절연층이 형성되므로 절연테이프에서와 같이 캐리어가 없어도 되므로 절연층의 두께를 상대적으로 얇게 할 수 있게 된다. 따라서, 코일의 크기가 소형화되어 전동기의 크기를 소형화할 수 있게 되는 효과가 있다.

한편, 본 발명에서는 코일의 표면에 절연재와 접착제를 쳄버내에서 교대로 도포하여 건조하므로 전체 공정의 자동화가 가능하여 코일에 절연층을 형성하는 작업이 보다 신속하고 편리하게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 전동기에서 사용되는 코일에 종래의 방식으로 절연층을 형성하는 것을 보인 단면도.
도 2는 도 1에서 사용되는 마이카테이프의 단면 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 전동기 코일용 절연층 형성장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 개략도.
도 4는 본 발명 실시예의 절연층 형성방법이 수행되는 순서를 보인 순서도.
도 5는 본 발명 실시예에 의해 제조된 코일의 단면구성을 개략적으로 보인 단면도.

이하 본 발명에 의한 전동기 코일용 절연층 형성장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 절연층 형성장치에는 절연재도포쳄버(10), 접착제도포쳄버(12) 그리고 건조쳄버(14)가 구비된다. 이들 쳄버(10,12,14)들은 차례로 배열되는 것이 좋고, 주위와는 차단된 분위기로 유지되어야 한다.

상기 절연재도포쳄버(10)에서는 절연재가 작업대상물인 코일(16)의 표면에 도포된다. 상기 절연재도포쳄버(10)에서는 상기 코일(16)을 특정한 전하로 대전시킨 상태에서 상대되는 전하로 대전된 절연재를 절연재도포쳄버(10) 내에 공급하여 상기 코일(16)의 표면에 서로 다른 전하끼리의 인력을 이용하여 절연재가 도포되도록 한다. 본 명세서에서는 상기 코일(16)을 +전하로 대전시키고 절연재를 -전하로 대전시킨 상태로 작업을 진행하는 것으로 설명한다.

상기 코일(16)은 실제로는 코일다발로서 다수개의 개별코일이 다발로 만들어진 것을 말한다. 상기 코일(16)은 상기 쳄버(10,12,14)를 관통하여 설치된 지지이송기(18)에 걸어진 상태로 이송되는데, 상기 절연재도포쳄버(10)와 접착제도포쳄버(12)에서는 +전하로 대전된 상태로 있게 된다. 상기 코일(16)을 대전시키는 것은 상기 코일(16)의 한쪽에 전기장을 걸어주어 전자가 그 쪽으로 이동하도록 하여 코일(16)이 +전하로 대전이 되도록 할 수 있다. 다른 방법으로는 -전하로 대전된 물체를 상기 코일(16)과 접촉시켜 상기 코일(16)을 +전하로 대전되게 하는 것이다. 상기 코일(16)을 대전시키기 위해서는 상기 지지이송기(18)를 사용할 수 있다.

상기 절연재도포쳄버(10)의 내부로 분말상태의 절연재를 -전하로 대전된 상태로 공급하기 위해 상기 절연재도포쳄버(10)의 일측에는 전하발생기(20)가 설치된다. 상기 전하발생기(20)를 절연재가 통과하면서 -전하로 대전되는 것이다.

상기 전하발생기(20)로 절연재를 공급하는 절연재공급기(22)가 구비되어 상기 전하발생기(20)의 내부로 절연재를 공급한다. 상기 절연재공급기(22)에는 공급노즐(도면부호 부여 않음)이 설치되는데, 상기 공급노즐을 통해서는 상기 전하발생기(20) 내부로 절연재를 공급한다.

한편, 상기 전하발생기(20)에서 대전된 절연재는 팬조립체(24)에서 나오는 기류에 의해 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부로 들어간다. 상기 팬조립체(24)는 상기 전하발생기(20)로 공기를 불어넣어 상기 전하발생기(20)에서 -전하로 대전된 절연재를 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부로 공급한다.

상기 절연재도포쳄버(10)의 내부로 공급되는 -전하로 대전된 절연재는 상기 팬조립체(24)에 의해 형성되는 기류에 의해 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부에 균일하게 분포되도록 만들어진다.

한편, 상기 접착제도포쳄버(12)의 일측에도 전하발생기(20)가 구비된다. 상기 전하발생기(20)는 접착제공급기(22')의 노즐을 통해 배출된 접착제 분말을 -전하로 대전시키는 것이다. 상기 전하발생기(20)의 내부를 통과해서 상기 접착제도포쳄버(12)의 내부로 상기 접착제를 공급하는 기류를 팬조립체(24)가 형성한다.

상기 건조쳄버(14)의 내부에서는 열을 공급하여 상기 접착제를 건조시켜 상기 절연재와 접착제가 서로 결합되어 코일(16)의 표면에 층을 형성하여 남아 있도록 한다. 참고로, 본 발명에서 사용될 수 있는 절연재의 예로서는 마이카(Mica)가 있고, 상기 접착제로는 에폭시가 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 전동기용 코일의 절연층 형성장치 및 그 방법을 사용하여 코일의 표면에 절연층을 형성하는 것을 설명한다.

도 4에 도시된 바에 따르면, 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부에 코일(16)을 투입하고, 이를 +전하로 대전시킨다.(S1), 물론, 상기 코일(16)을 미리 대전된 상태로 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부로 투입할 수도 있다.

다음으로, 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부로 -전하로 대전된 절연재를 투입한다.(S2) 이는 상기 절연재공급기(22)의 노즐을 통해 절연재를 상기 전하발생기(20)로 공급하고, 상기 팬조립체(24)의 구동에 의한 기류가 상기 전하발생기(20)를 통과하여 상기 절연재도포쳄버(10)로 들어감에 의해 이루어진다. 상기 팬조립체(24)에 의해 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부로 전달된 절연재는 -전하로 대전된 상태로서, 상기 코일(16)이 +전하로 대전되어 있으므로, 상기 코일(16)의 표면에 쉽게 부착된다. 물론, 상기 절연재도포쳄버(10) 내부의 상기 절연재의 분포상태가 균일하게 되어야 상기 코일(16)의 전체 표면에 균일하게 절연재가 부착된다. 여기서 전체 절연재도포쳄버(10)에 걸쳐 절연재가 균일하여야 하는 것은 아니고, 상기 코일(16)의 주변에 절연재의 분포상태가 균일하게 되면 된다. 참고로, 상기 코일(16)을 상기 절연재도포쳄버(10)에 넣기 전에 상기 절연재도포쳄버(10)의 내부에 절연재가 균일하게 분포되도록 할 수도 있다.

상기 절연재도포쳄버(10)에서 절연재가 일정 정도 도포된 코일(16)은 상기 지지이송기(18)에 의해 상기 접착제도포쳄버(12)로 전달된다.(S3) 상기 코일(16)은 +전하로 대전된 상태이다.

그리고, 상기 접착제도포쳄버(12)의 내부로 접착제 분말을 -전하로 대전한 상태로 공급한다.(S4) 상기 접착제도포쳄버(12)의 내부로 접착제를 공급함에 있어서, 상기 팬조립체(24)에 의해 형성되는 기류를 이용하여 접착제도포쳄버(12)의 내부에 균일하게 접착제가 공급되도록 한다. 물론, 접착제도 접착제도포쳄버(12) 전체에 균일하게 있어야 하는 것은 아니고, 상기 코일(16)의 주변에 균일하게 분포되어 있으면 된다. 참고로 상기 팬조립체(24)에 의해 형성되는 기류가 너무 세거나, 상기 코일(16)의 표면에 직접 접착제를 분사하게 되면 상기 코일(16)의 표면에 도포된 절연재가 코일(16)의 표면에서부터 분리될 수 있으므로, 상기 팬조립체(24)에 의한 기류의 세기를 적절하게 조절하고, 직접 코일(16)의 표면에 접착제를 분사하지 않아야 한다.

다음으로는 상기 코일(16)을 다시 상기 절연재도포쳄버(10)로 투입하여 접착제분말이 도포된 표면에 다시 절연재를 도포하게 된다. 절연재의 도포 후에는 다시 상기 접착제도포쳄버(12)로 코일(16)을 보내 접착제를 도포하게 된다. 이와 같은 과정은 상기 코일(16)의 표면에 원하는 두께로 상기 절연재와 접착제가 도포될 때까지 반복된다.

상기 코일(16)의 표면에 절연재와 접착제가 일정 두께 이상으로 도포되면 상기 코일(16)을 상기 건조쳄버(14)로 보내 건조를 수행한다.(S6) 상기 코일(16)에 도포된 절연재와 접착제가 원하는 정도로 건조되면 상기 코일(16)을 상기 건조쳄버(14)에서 배출하면 된다.

한편, 상기와 같은 과정을 거쳐 표면에 절연재와 접착제가 도포된 코일(16)의 일예를 도 5에 도시하고 있는데, 여기서는 절연재(17)와 접착제(17')가 차례로 명확하게 경계를 두고 있는 것으로 되어 있으나, 실제로는 상기 절연재(17)와 접착제(17') 사이에 명확한 경계가 있는 것은 아니다. 이와 같이 절연재(17)와 접착제(17')가 도포된 상기 코일(16)은 에어갭이 없어 부분방전이 발생하지 않게 되고, 상기 절연재(17)와 접착제(17')에 의해 형성되는 층은 낭비되는 공간이 없어 상대적으로 두께가 얇게 되어 전체 코일(16)의 크기가 상대적으로 작아지게 된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들면, 도시된 실시예에서는 상기 전하발생기(20)를 절연재나 접착제 분말이 통과하면서 -전하로 대전되도록 구성되어 있으나, 상기 절연재나 접착제 분말을 대전시키는 것은 전하발생기(20) 이외에도 다양한 방법이 사용될 수 있다. 즉, 상기 절연재공급기(22)와 접착제공급기(22') 자체에 대전이 가능한 구성을 두고 절연재나 접착제를 직접 대전시켜 공급하는 것이다.

그리고, 도시된 실시예에서는 절연재를 먼저 코일(16)의 표면에 부착하고 다시 접착제를 도포하였으나, 반대의 순서로 공정이 진행될 수도 있다.

10: 절연재도포쳄버 12: 접착제도포쳄버
14: 건조쳄버 16: 코일
17: 절연재 17': 접착제
18: 지지이송기 20: 전하발생기
22: 절연재공급기 22': 접착제공급기
24: 팬조립체

Claims (7)

1. 내부에 대전되어 공급된 절연재 분말이 구비되고 상기 절연재와 반대되는 전하로 대전된 코일이 투입되어 코일의 표면에 절연재가 도포되는 절연재도포쳄버와,
   내부에 대전되어 공급된 접착제 분말이 구비되고 상기 접착제와 반대되는 전하로 대전된 코일이 투입되어 코일의 표면에 접착제가 도포되는 접착제도포쳄버와,
   상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버에서 상기 코일에 도포된 절연재와 접착제를 건조시키는 건조쳄버를 포함하고,
   상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버에는 각각 이들 쳄버로 공급되는 절연재와 접착제를 대전시키기 위한 전하발생기가 구비되는 전동기용 코일의 절연층 형성장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버의 내부로 각각 절연재와 접착제를 전달하는 기류를 형성하는 팬조립체가 더 구비되는 전동기용 코일의 절연층 형성장치.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 절연재도포쳄버, 접착제도포쳄버 및 건조쳄버를 연결하도록 지지이송기가 구비되어 상기 코일을 지지하여 이송시키는 전동기용 코일의 절연층 형성장치.
   
5. 내부에 대전된 절연재 분말이 분포하는 절연재도포쳄버와, 내부에 대전된 접착제분말이 분포하는 접착제도포쳄버와, 코일의 표면에 도포된 절연재와 접착제를 건조시키는 건조쳄버를 포함하는 절연층 형성장치를 사용하여 코일의 표면에 절연층을 형성하는 전동기용 코일의 절연층 형성방법에 있어서,
   상기 절연재도포쳄버 내에서 대전된 절연재를 상기 절연재와 반대의 전하로 코일을 대전시켜 코일의 표면에 부착시키는 절연재 부착단계와,
   상기 접착제도포쳄버 내에서 대전된 접착제를 상기 접착제와 반대의 전하로 코일을 대전시켜 코일의 표면에 부착시키는 접착제 부착단계와,
   상기 코일의 표면에 도포된 절연재와 접착제를 건조시키는 건조단계를 포함하고,
   절연재와 접착제는 팬조립체에 의해 형성되는 기류에 의해 상기 절연재도포쳄버와 접착제도포쳄버로 공급되어 균일하게 분포하도록 되는 전동기용 코일의 절연층 형성방법.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 절연재 부착단계와 접착제 부착단계는 다수회 반복하여 수행되는 전동기용 코일의 절연층 형성방법.
7. 삭제

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